Scoperta la storia genetica del caffè Arabica
La ricostruzione della sequenza genomica potrebbe contribuire alla variazione nell’aroma e alla resistenza ai patogeni e al cambiamento climatico. Grazie al lavoro dei ricercatori dell’Università di Udine e dell’Istituto di genomica applicata in collaborazione con Illycaffè e Lavazza.
La specie produce il 60 per cento del caffè nel mondo
Scoperta la storia genetica del caffè Arabica, la specie che produce circa il 60 per cento del caffè nel mondo. La ricostruzione della sequenza genomica è opera di un gruppo di ricerca congiunto dell’Università di Udine e dell’Istituto di genomica applicata (Iga) del capoluogo friulano, in collaborazione e con il sostegno delle aziende illycaffè e Lavazza. Le analisi sulla variazione genetica presente nella specie hanno permesso di identificare nuove fonti di diversità genetica che potrebbero contribuire in maniera decisiva alla variazione nell’aroma e alla resistenza ai patogeni. La ricerca infatti ha utilizzato le tecnologie di sequenziamento più aggiornate per creare una nuova versione della sequenza genomica di Arabica, più accurata e completa. I risultati sono stati pubblicati dalla rivista scientifica “Nature Communications” (https://www.nature.com/articles/s41467-023-44449-8). I coordinatori del team sono Michele Morgante, del Dipartimento di scienze agroalimentari, ambientali e animali dell’Ateneo udinese, e Gabriele Di Gaspero dell’Iga.
La storia e le caratteristiche
Il caffè venduto commercialmente è ottenuto principalmente da due specie, Coffea canephora e Coffea arabica, conosciute anche come Robusta e Arabica. Il caffè ottenuto dall’Arabica è considerato qualitativamente superiore. Arabica si è generata dall’incrocio fra i progenitori dell’attuale Robusta e un’altra specie di caffè a essa vicina, la Coffea eugenioides, a cui è seguito un raddoppio del numero di cromosomi per creare l’attuale Coffea arabica. L’evento si è verificato con ogni probabilità in Etiopia in tempi evolutivi molto recenti, circa 50.000 anni fa, lasciando poco tempo perché si potesse generare una nuova variazione genetica. Questo incrocio è alla base delle peculiari e superiori caratteristiche in termini di sapore e aroma del caffè Arabica rispetto al Robusta. Ma è anche alla base della formazione del complesso genoma di Arabica, che rappresenta un elemento di difficoltà sia per gli studi genetici che soprattutto per i programmi di miglioramento genetico.
La ricostruzione genomica
Il sequenziamento ha permesso di analizzare nel dettaglio la struttura dei cromosomi e comprendere i meccanismi che generano la diversità genetica presente nella specie. Analizzando i genomi di 174 varietà appartenenti ad Arabica e Robusta è stata confermata la presenza di una bassa variabilità genetica nella specie. Ma sono stati anche osservati due meccanismi che generano variabilità in specifiche regioni cromosomiche. Uno è rappresentato dall’inserimento di segmenti cromosomici provenienti da un ibrido fra Robusta ed Arabica, conosciuto come ibrido di Timor, che è stato molto sfruttato per combinare le caratteristiche di resistenza a malattie fungine del caffè Robusta con le caratteristiche qualitative uniche del caffè Arabica. L’altro meccanismo è rappresentato da anomalie cromosomiche che se in altre specie, come ad esempio l’uomo, sono viste come mutazioni patogeniche, o comunque deleterie, nel caffè Arabica sembrano essere meglio tollerate e, anzi, sembrano contribuire in maniera importante alla generazione di diversità genetica.
I coordinatori del sequenziamento
«Alla luce del fatto che la diversità genetica del caffè Arabica è un elemento essenziale per il suo successo commerciale – spiegano Morgante e Di Gaspero –, le nostre scoperte potranno aiutare a sviluppare nuove varietà di caffè con migliori caratteristiche in termini di profili aromatici o resistenza a malattie o resilienza al cambiamento climatico».
I risultati della ricerca pubblicati da Nature Communications
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